远程抄表系统总线终端数据采集模块的设计.doc

第一章 远程数据采集与传输系统概述 本章首先介绍了远程数据采集与传输系统的现状，然后对常用通信系统进行了简单介绍，通过远程数据采集与传输系统在实时通信中的应用，引出了在现代化小区中应用的远程抄表系统，最后分析和研究了本论文的主要内容及远程抄表系统中的数据采集，存储，传输等问题。 1.1 远程数据采集与传输系统现状 人类社会建立在信息交流的基础上，通信是推动人类社会文明，进步与发展的巨大动力。按照人类通信交流方式与技术的不同可以把历史划分为五个阶段。第一阶段的通信方式是语言，人们通过人力，马力以及烽火台等原始通信手段传递信息。第二阶段从发明文字以及邮政通信开始。第三阶段以发明印刷术为标志。第四阶段从电报，电话和广播的发明开始，从此人们进入了电气通信的时代，通信技术得到了迅速的发展。第五阶段为信息时代，随着现代科学技术和现代经济的发展，社会对信息传输，存储和处理的要求愈来愈高，信源的种类愈来愈多，不仅有语言，还包括数据，图像和文本等，在第五阶段中，通信与计算机已经而且必将更加有机地结合起来。 现代通信系统是信息时代的生命线，现代通信网已不再是单一的电话网或电报文字通信网，而是一个综合性的多种信息服务的通信网。为适应世界性的政治与经济活动的需要，人类已经迅速建立起世界性的全球通信网。目前，这个现代通信网连接有数十亿部的电话，还提供了大量的用户电报以及数据通信业务。现代通信已成为最重要的信息技术服务。而且信息技术服务行业将会超过汽车，能源等行业，成为世界上最大的行业。 1.2 常用通信系统简介 数据通信系统主要包括发送设备，通信媒质，接收设备，即信源，信道和信宿。对于数字通信系统来说，发送设备常常又分为信道编码与信源编码两部分。信源编码是把连续消息变换为数字信号；而信道编码则是使数字信号与传输媒介匹配，提高传输的可靠性或有效性。发送设备还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用，必威体育官网网址处理，纠错编码处理等。从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介，可以是有线的（包括光纤），也可以是无线的，有线和无线均有多种传输媒介。信息在传输过程中必然引入干扰，如噪声，脉冲干扰，衰落等。媒介的固有特性和干扰特性直接关系到转换方式的选取。接收设备的基本功能是完成发送设备的反转换，即进行解调，译码，解密等。它的任务是从带有干扰的信号中正确恢复出原始消息，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。 通信系统按照传递消息的媒质不同可以分成两大类：一类是有线通信，用导线作为传输介质来传递消息，载荷信息的电磁波是沿导线传输的，其传输媒质为架空明线，电缆，同轴电缆，波导管，光缆等。常用的有专用线路和公用线路如电话先 ，有线电视信号线，电力线载波通信，网络通信等；另一类是无线通信，电磁波在自由空间传播，载荷信息的电磁波在自由空间以定向或物定向方式传递消息，如中，长，短波通信，微波通信，红外通信，卫星通信等。 1.3 远程抄表系统 远程数据的采集与传输在实时数字通信系统中占有重要的地位。在现代化的住宅小区内应用远程数据采集与传输技术，可以实现住宅小区的智能化管理，包括远程抄表，自动计费等功能。本论文主要研究和设计远程抄表系统中的集中器模块，通过M─BUS总线采集、存储各用户的用量及费用信息；将存储的信息通过RS-232或RS-485等传输给管理层的计算机。远程抄表系统可以实现各类仪表如水表，电表，煤气表等数据读取和使用管理，应用与居民小区中，具有读数准确，快速方便的优点，又节省了传统人工抄表方式的人力物力，还可以防止用户恶意拖欠付费，保证按时收费。进一步开发研究，可实现声光报警，烟雾报警，门窗安全报警等功能，可用于防火防盗，远程控制，系统监控等系统中。远程抄表系统适应了住宅小区智能化建设和公共事业管理部门加强管理，改善服务的需要。 传统的小区管理采用人工上户抄表的方式，浪费大量人力物力，水电等管理工作劳动强度大，并给用户带来不便。我国1994年开发了磁卡电度表接着出现了IC卡电度表。历经几年的推广，直至今天才开始在一定范围内得到应用。磁卡电度表可以节省抄表人员，减少用电管理的劳动强度，但是不能给用户带来任何好处，也不能解决用电管理中的关键问题，它还存在造价高，易被破坏，易被造假卡，不易发现窃电等弊病。1996年为了解决磁卡电度表所存在的问题，开始出现了远程抄表系统，即用计算机通过各种通信方式，实现远程抄表。当时因为技术与设计原因，存在造价高，安装困难等问题难以推广。经过数年的努力，现在的远程抄表系统已经具有了价廉，可靠，方便，开放的特点。远程抄表系统由系统终端数据采集模块，集中器，远程抄表主站和包括有线无线等各种通信方式的通信网络等部分组成。本论文主要研究各种数据总线包括仪表总线Meter-Bus，RS-485总线，电力线载波通信等的